本发明涉及通信领域，尤其涉及一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测方法及装置。
背景技术：
1、随着空天地一体化进程的不断演进和频率设备的广泛使用，频谱资源的紧缺和电磁攻击武器的出现使通信设备的电磁敏感问题更加突出；并且相较于传统单频干扰和梳妆谱干扰，调制干扰和噪声因其宽频性和灵活性在电磁博弈中日益重要。然而，现有基于单频正弦波或调幅波的电磁兼容性测试方法与评估装置难以全面反映设备在这种电磁环境中的适应能力，因此，如何针对宽频干扰的接收机进行电磁敏感性预测时目前需要考虑的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测方法及装置，解决了现有技术存在的不足。
2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测方法，所述预测方法包括：
3、步骤一、分析当前电磁环境的信噪比snr，并转换得到数字域的比特信噪比eb/n0，记为α2；
4、步骤二、基于实际接收信号和理想接收信号的功率谱密度图进行干扰信号的提取，对其进行量化表征，得到带内干信比β1、带内功率谱峰值比β2、功率谱矩β3，并构建阻塞效应模型β；
5、步骤三、分析零中频接收机的信号处理过程，得到针对16qam调制方式的误码机理模型ber；
6、步骤四、将数字域的比特信噪比α2和阻塞效应模型β代入到误码机理模型ber中，计算得到当前电磁环境下数字通信接收机预测的平均误比特率，并判断该接收机是否处于敏感状态。
7、所述步骤一具体包括以下内容：
8、采集通信接收机射频端口信号，计算出信号功率psignal和噪声功率pnoise，得到当前电磁环境信噪比将其转换为比特信噪比并记为α2，其中eb表示单位比特的能量，rb为比特速率，b为信号带宽，n0为噪声功率谱密度。
9、所述步骤二具体包括以下内容：
10、a1、通过实际接收信号和理想接收信号的功率谱密度函数的相减运算实现干扰信号的等效分离；
11、a2、设定频率值f、理想接收信号的功率谱s(f)、信号带宽b、干扰信号功率谱sinterf(f)和干扰信号带宽binterf，分别从面积、幅度、谱间距离三个量化指标的角度衡量功率谱图的不同特征对阻塞效应模型β的影响，并利用比值定义的方式描述干扰信号与信源信号在能量层面的相对关系，从而实现对带内外干扰程度的量化，得到从面积角度衡量的带内干信比从幅度角度衡量的带内功率谱峰值比和从谱间距离角度衡量的功率谱矩fmax1和fmax2分别表示理想接收信号和干扰信号的最大功率谱密度所对应的频率值，(f-fh)代表干扰信号不同频率分量与信源信号功率谱边之间的远端距离，b为信号带宽；
12、a3、利用spearman相关系数计算法得到相关系数热力图，以用于直观表征β1，β2和β3之间的相关关系，根据数据集协方差矩阵r的特征根λi及特征向量利用主成分分析法进行量化指标正交化以消除冗余信息，得到彼此线性无关的成分f1和f2，然后通过多项式拟合寻优方法得到阻塞效应模型β＝∑i,jcijf1if2j，其中cij表示多项式系数，和j分别为成分f1和f2对应的幂次。
13、所述步骤三具体包括以下内容：
14、设置星座图中调制各星座点之间的最小欧几里得距离为d，当16个信源符号以相等概率出现时，es与d之间的关系为由于高阶调制中每个符号携带更多比特，因此es与eb之间的关系满足即
15、根据星座图的空间对称性将整个平面划分为三种区域，各区域代表不同的抗干扰能力，从每个区域选取代表性调制符号s3、s6、s7，并用空心圆圈标出s3、s6、s7符号在受扰情况下可能的位置波动；
16、进而推导出s3、s6、s7三种情况对应的误比特概率分别为和其中，d表示干扰信号与信源同频段内的重叠部分；
17、假设星座图中所有符号出现的概率相等，认为每个符号对总误比特率的贡献是均等的，在结合这些符合在接收时受到的干扰情况下，得到整体系统在16qam调制下的误码机理模型为
18、为了表示干扰信号与信源信号在能量角度的相对关系，设定阻塞效应模型为从而得到误码机理模型的通式为因此，对于不同的干扰场景以及不同的电磁环境，只需监测α和β的值即可预测当前情况下的通信质量。
19、所述步骤四具体包括以下内容：
20、当数字通信接收机面临不同程度的干扰时，根据步骤一和步骤二得到对应电磁环境下的和β值，并将两个参数代入到步骤三中计算误码机理模型ber，如果ber小于预设值，则说明该接收机处于非敏感状态，如果ber大于等于预设值，则说明该接收机处于敏感状态。
21、一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测装置，它包括分析模块、阻塞效应模型构建模块、误码机理模型计算模块和敏感状态判断模块；
22、所述分析模块：用于分析当前电磁环境的信噪比snr，并转换得到数字域的比特信噪比eb/n0，记为α2；
23、所述阻塞效应模型构建模块：用于基于实际接收信号和理想接收信号的功率谱密度图进行干扰信号的提取，对其进行量化表征，得到带内干信比β1、带内功率谱峰值比β2、功率谱矩β3，并构建阻塞效应模型β；
24、所述误码机理模型计算模块：用于分析零中频接收机的信号处理过程，得到针对16qam调制方式的误码机理模型ber；
25、所述敏感状态判断模块：用于将数字域的比特信噪比α2和阻塞效应模型β代入到误码机理模型ber中，计算得到当前电磁环境下数字通信接收机预测的平均误比特率，并判断该接收机是否处于敏感状态。
26、所述分析模块具体包括以下内容：
27、采集通信接收机射频端口信号，计算出信号功率psignal和噪声功率pnoise，得到当前电磁环境信噪比将其转换为比特信噪比并记为α2，其中eb表示单位比特的能量，rb为比特速率，b为信号带宽，n0为噪声功率谱密度。
28、所述阻塞效应模型构建模块具体包括以下内容：
29、通过实际接收信号和理想接收信号的功率谱密度函数的相减运算实现干扰信号的等效分离；
30、设定频率值f、理想接收信号的功率谱s(f)、信号带宽b、干扰信号功率谱sinterf(f)和干扰信号带宽binterf，分别从面积、幅度、谱间距离三个量化指标的角度衡量功率谱图的不同特征对阻塞效应模型β的影响，并利用比值定义的方式描述干扰信号与信源信号在能量层面的相对关系，从而实现对带内外干扰程度的量化，得到从面积角度衡量的带内干信比从幅度角度衡量的带内功率谱峰值比和从谱间距离角度衡量的功率谱矩fmax1和fmax2分别表示理想接收信号和干扰信号的最大功率谱密度所对应的频率值，(f-fh)代表干扰信号不同频率分量与信源信号功率谱边之间的远端距离，b为信号带宽；
31、利用spearman相关系数计算法得到相关系数热力图，以用于直观表征β1，β2和β3之间的相关关系，根据数据集协方差矩阵r的特征根λi及特征向量利用主成分分析法进行量化指标正交化以消除冗余信息，得到彼此线性无关的成分f1和f2，然后通过多项式拟合寻优方法得到阻塞效应模型β＝∑i,jcijf1if2j，其中cij表示多项式系数，i和j分别为成分f1和f2对应的幂次。
32、所述误码机理模型计算模块具体包括以下内容：
33、设置星座图中调制各星座点之间的最小欧几里得距离为d，当16个信源符号以相等概率出现时，es与d之间的关系为由于高阶调制中每个符号携带更多比特，因此es与eb之间的关系满足即
34、根据星座图的空间对称性将整个平面划分为三种区域，各区域代表不同的抗干扰能力，从每个区域选取代表性调制符号s3、s6、s7，并用空心圆圈标出s3、s6、s7符号在受扰情况下可能的位置波动；
35、进而推导出s3、s6、s7三种情况对应的误比特概率分别为和其中，d表示干扰信号与信源同频段内的重叠部分；
36、假设星座图中所有符号出现的概率相等，认为每个符号对总误比特率的贡献是均等的，在结合这些符合在接收时受到的干扰情况下，得到整体系统在16qam调制下的误码机理模型为
37、为了表示干扰信号与信源信号在能量角度的相对关系，设定阻塞效应模型为从而得到误码机理模型的通式为因此，对于不同的干扰场景以及不同的电磁环境，只需监测α和β的值即可预测当前情况下的通信质量。
38、所述敏感状态判断模块具体包括以下内容：
39、当数字通信接收机面临不同程度的干扰时，根据步骤一和步骤二得到对应电磁环境下的和β值，并将两个参数代入到步骤三中计算误码机理模型ber，如果ber小于预设值，则说明该接收机处于非敏感状态，如果ber大于等于预设值，则说明该接收机处于敏感状态。
40、本发明具有以下优点：一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测方法及装置，提出量化带内、外受扰程度的计算指标，为干扰感知和自适应抗干扰提供技术支持；通过融合误码机理和阻塞效应的双模态方法，实现对数字通信接收机在不同程度宽带干扰下电磁敏感性的准确预测，测试装置为增强设备在复杂电磁环境中的稳定性和可靠性提供硬件保障。
1.一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测方法，其特征在于：所述预测方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测方法，其特征在于：所述步骤一具体包括以下内容：
3.根据权利要求1所述的一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测方法，其特征在于：所述步骤二具体包括以下内容：
4.根据权利要求2所述的一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测方法，其特征在于：所述步骤三具体包括以下内容：
5.根据权利要求1所述的一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测方法，其特征在于：所述步骤四具体包括以下内容：
6.一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测装置，其特征在于：它包括分析模块、阻塞效应模型构建模块、误码机理模型计算模块和敏感状态判断模块；
7.根据权利要求6所述的一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测装置，其特征在于：所述分析模块具体包括以下内容：
8.根据权利要求6所述的一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测装置，其特征在于：所述阻塞效应模型构建模块具体包括以下内容：
9.根据权利要求7所述的一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测装置，其特征在于：所述误码机理模型计算模块具体包括以下内容：
10.根据权利要求6所述的一种用于宽带干扰的通信接收机电磁敏感性预测装置，其特征在于：所述敏感状态判断模块具体包括以下内容：
